Этапы дыхательной функции

Процесс дыхания разделен на последовательные этапы:

· вентиляцию легких, т.е. доставку воздуха к альвеолам

· внешнее, или лёгочное дыхание – газообмен между атмосферным и альвеолярным воздухом;

· газообмен между альвеолярным воздухом и кровью лёгочных капилляров;

· транспорт газов кровью;

· внутреннее (тканевое) дыхание — газообмен между кровью и тканями.

Аппарат внешнего дыхания включает дыхательные пути, лёгкие, плевру, скелет грудной клетки и её мышцы (собственно дыхатель­ные и вспомогательные дыхательные), а также диафрагму — основ­ную дыхательную мышцу Главная функция аппарата внешнего дыхания — обеспечение организма кислородом и освобождение его от избытка углекислого газа. О функциональном состоянии внешнего дыхания можно судить по ритму, глубине, частоте дыхания, по ве­личине лёгочных объёмов, по показателям поглощения кислорода и выделения углекислого газа и т.д.

Дыхательный цикл

Дыхательный циклсостоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы.

Длительность вдоха у взрослого человека составляет 0,9—4,7 с, длительность выдоха — 1,2—6 с. Дыхательная пауза — непостоянная составная часть дыхательного цикла. Она различна по величине и даже может отсутствовать.

Дыхательные движения совершаются с определённым ритмом и частотой, которые определяют по числу экскурсий грудной клетки в минуту. У взрослого человека частота дыхательных движений составляет 12—18 в минуту. У детей дыхание поверхностное и поэтому болеечастое, чем у взрослых. Так, у новорождённого частота дыхания около 60 в минуту, у 5-летнего ребёнка 25 в минуту. В любом возрасте чистота дыхательных движений меньше количества сердечных сокра­щений в 4-5 раз.

Механизмы вдоха и выдоха

Вдох (инспирация) совершается вследствие увеличения объёма груднойклетки. Увеличение размеров грудной по­лости происходит за счёт сокращения дыхательных мышц — межрёберных идиафрагмы.

В зависимости от преимущественного участия в акте вдоха мышц грудной клетки и диафрагмы различают грудной или рёберный и брюшной или диафрагмальный тип дыхания. У мужчин преобладает брюшной тип дыхания, у женщин — грудной.

При вдохе лёгкие пассивно следуют за увеличивающейся в раз- ю мерах грудной клеткой. Дыхательная поверхность лёгких увеличивается, а давление в них снижается ниже атмосферного на 2 мм рт.ст. Это способствует поступлению воздуха в лёгкие.

Выдох (экспирация) происходит в результате расслабления на­ружных межрёберных мышц, опускания рёбер и поднятия купола диафрагмы. Приэтом грудная клетка возвращается в исходное по­ложение, и дыхательная поверхность лёгких уменьшается. В начале фазы выдоха давление в лёгких становится на 3—4 мм рт.ст. выше атмосферного, что облегчает выход воздуха из них в окружающую среду.

Лёгочные объёмы

Для исследования функционального состояния аппарата внешне­го дыхания широко используют определение лёгочных объёмов с помощью специальных приборов — спирометра и спирографа. Спи рографический метод позволяет графически (в виде кривой) регист­рировать величины лёгочных объёмов

• Дыхательный объём. В состоянии покоя человек вдыхает и выдыхает около 500 мл (300—600 мл) воздуха— это дыхательный объём. Следует иметь в виду, что не весь объём вдыхаемого воздуха (500мл) достигает альвеол. Часть его (140—150 мл) остаётся в мёртвом пространстве — в дыхательных путях. Таким образом, при спокойном дыхании в альве­олы попадает не 500 мл воздуха, а 350 мл.

• Резервные объёмы вдоха и выдоха. После спокойного вдоха человек может вдохнуть ещё 1500—2000 мл— резервный объём вдоха, а после спокойного выдоха может выдохнуть ещё 1500 мл — резервный объём выдоха.

• Жизненная ёмкость лёгких — совокупность дыхательного объ­ёма, резервных объёмов вдоха и выдоха. Это тот объём воздуха, который может максимально вдохнуть человек после макси­мального выдоха. Для взрослого здорового мужчины жизнен­ная ёмкость лёгких в среднем составляет 4000—5000 мл.

• Остаточный объём. После максимально глубокого выдоха лёгкие не освобождаются полностью от всего воздуха— в них остается 1000—1500 мл воздуха — это остаточный объём.

• Общая ёмкость лёгких состоит из жизненной ёмкости лёгких
и остаточного объёма воздуха.

Резервы внешнего дыхания, обеспечивающие вентиляцию лёгких, велики. Так, в покое частота дыхательных движений человека составляет 16-20 в минуту, дыхательный объём лёгких — 0,5 л.

16.5.5. Лёгочная вентиляция, её типы

Лёгочная вентиляция (минутный объём дыхания) — количество воздуха, обмениваемое в минуту; её определяют путём умножения дыхательного объёма на число дыханий в минуту. У взрослого человека в состоянии покоя лёгочная вентиляция составляет 6—8 л/мин, при средней мышечной работе —- 80 л/мин, при тяжёлой физической работе— 120-150 л/мин.

На основе учёта парциального давления газов в альвеолах применяют следующие термины для разных типов вентиляции:

· Гипервентиляция – усиленная вентиляция, превышающая метаболические потребности организма (парциальное давление углекислоты меньше 40 мм рт.ст.);

· гиповентиляция— пониженная вентиляция (парциальное давление углекислоты больше 40 мм рт.ст.);

· повышенная вентиляция— любое увеличение альвеолярной вентиляции по сравнению с уровнем покоя независимо от парциального давления газов в альвеолах;

· гиперпноэ — увеличение глубины дыхания;

· тахипноэ — увеличение частоты дыхания;

· апноэ — остановка дыхания

Состав воздуха: вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного

Человек дышит атмосферным воздухом, который имеет следую щий состав: 20,94% кислорода, 0,03% углекислого газа, 79,03% азота. В выдыхаемом воздухе обнаруживают 16,3%' кислорода, 4% углекис­лого газа, 79,7% азота.

Процентное содержание отдельных газов в альвеолярном воздухе: 14,2-14,6% кислорода, 5,2-5,7% углекислого газа, 79,7-80% азо­та. Альвеолярный воздух отличается по составу от выдыхаемого воздуха потому, что выдыхаемый воздух содержит смесь газов из альвеол и вредного пространства. В дыхательных пу­тях газообмен не происходит. Пространство, заключенное в дыхательных путях, называют мёртвым (или вредным).

Газообмен в лёгких.

Газообмен между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров происходит вследствие разницы парциального давления кислорода и углекислого газа в альвеолах и напряжения этих газов в крови. I

Парциальное давление — часть общего давления в смеси газов, ко­торое приходится на долю конкретного газа. Парциальное давление газа в жидкости называют напряжением.

В связи с тем, что парциальное давление кислорода в альвеоляр­ном воздухе больше, чем в крови лёгочных капилляров, кислород диффундирует в капилляры. С другой сторо­ны, напряжение углекислого газа в крови капилляров
больше, чем в альвеолярном воздухе, поэтому углекислый газ диффундирует в альвеолы, в сторону меньшего давления.

Скорость диффузии углекислого газа через стенки альвеол выше скорости диффузии кислорода, по­этому обмен углекислого газа в лёгких происходит достаточно пол­но, а обмен кислорода — частично.

Транспорт газов кровью.

Транспорт газов осуществляется кровью.

Кислород плохо растворим в плазме крови, поэтому основную роль в его транспорте выполняет гемоглобин эритроцитов, образующий с ним нестойкое соединение оксигемоглобин.

Гипоксемия — уменьшение концентрации кислорода в крови.

Углекислый газ транспортируется к лёгким в растворённом виде в виде непрочных соединений: угольной кислоты, бикарбонатов натрия и калия. Только часть СО₂ — до 25—30% — соединяется с гемоглобином, образуя нестойкое соеди­нение —карбгемоглобин. Таким образом, при транспорте две трети СО находятся в плазме и лишь одна треть — в эритроцитах.

Газообмен между кровью и тканями

Пониженное парциальное давление кислорода в тканях по сравнению с высоким парциальным давлением кис лорода в атмосферном воздухе заставляет этот газ проникать в ткани. Для углекислого газа градиент (перепад) давления направлен в про тивоположную сторону: в тканях парциальное давление углекислого газа 60 мм рт.ст., а в атмосферном воздухе — всего 0,2 мм рт.ст. В ре зультате углекислый газ удаляется из тканей.

Дыхательный центр, регуляция дыхания

Ведущая роль в организации дыхания принадлежит дыхательно­му центру продолговатого мозга, который состоит из центров вдоха (инспираторные нейроны) и выдоха (экспираторные нейроны). Раз­рушение этой области ведет к остановке дыхания. Здесь находятся нейроны, обеспечивающие ритмичность вдоха и выдоха. Это связано с тем, что дыхательный центр обладает свойством автоматии, т.е. его нейроны способны ритмически самовозбуждаться.

Регуляцию дыхания осуществляют гуморальные, рефлекторные механизмы и нервные импульсы, поступающие из вышележащих от­делов головного мозга.

Дата добавления: 2015-05-10